Minerales portadores de oro y plata en los gossans en explotacion. Cuba

Campo mineral Golden Hill. Zona mineral Big Golden Hill

En (Cabrera Díaz Ileana et al., 2017Cabrera Díaz, Ileana, Toledo Sánchez, Carlos A. & Díaz Marrero, Mario. 2017. Informe preliminar. Estudio mineralógico de 25 muestras litológicas de la zona de explotación del yacimiento oro Barita. Informe de Investigación. La Habana: Centro de Investigaciones para la Industria Minero Metalúrgica (CIPIMM)), se detectó la presencia de una partícula de oro nativo libre de aproximadamente 81% de pureza y dimensiones de 1,3 µm por 0,9 µm. Respecto a la plata, se determinaron en 15 oportunidades. El mineral de plata que se encontró con mayor frecuencia fue la querargirita. También se encontró en su forma nativa y formando parte de la tungstita.

Aunque se observan escasos sulfuros primarios en el gossan, es la existencia en su parte inferior del perfil de oxidación de la nontronita que junto a otros minerales arcillosos provocan el efecto de readsorción afectando la recuperación del oro en el proceso.

Yacimiento Florencia

Se detectaron 41 partículas de oro nativo y electrum al microscopio electrónico. Respecto a las dimensiones de las partículas, se observaron variaciones de interés. Como promedio las partículas de oro en la zona Norte midieron 11.3 µm mientras que las de zona sur tuvieron 7.5 µm. En algunos casos las partículas de oro sobrepasaron las 40 µm mientras que en otros estuvieron por debajo de la micra. La figura 1, muestra partículas representativas de ambos casos. En Kramer (1988)López- Kramer J. M. 1988. Composición sustancial y asociaciones mineralógicas de los yacimientos auríferos hidrotermales de Cuba. Tesis para la obtención del grado científico de Dr. C. Geólogo - Mineralógicas. En ruso. Instituto de Geología de los yacimientos minerales, mineralogía petrografía y geoquímica. IGEM. ACC URSS, se destaca en las menas primarias la presencia de oro de alta pureza, así como todo un grupo de minerales de teluro portadores de oro y plata,

Conforme a los análisis realizados, se determinó la presencia tanto de plata nativa, amalgama de plata, querargirita y argentita, figura 2.

No se observó presencia significativa de minerales de arsénico y mercurio en las muestras investigadas. Solo fue observada una partícula de arsenopirita y una de amalgama de plata.

La presencia de sulfuros en las menas. En la tabla 1, se muestran los resultados de análisis químicos de los concentrados realizados durante los trabajos de Exploración Complementaria (Eymil Romero Eligio et al., 2019Eymil Romero E., Donet Carrillo P., Rodríguez Elías F., García Victoria, K. & Sánchez Figueredo R., 2019. Informe Final de la exploración complementaria de las menas oxidadas del yacimiento Oro Florencia). En estos se aprecia que en algunas muestras el concentrado contiene cantidades importantes de sulfuros (se destacan los valores de azufre en rojo).

Atendiendo a los diferentes tipos de menas en el perfil inmaduro de Florencia, en las menas primarias el incremento de los sulfuros y la disminución de los óxidos se aprecia en la tabla anterior por ejemplo en las muestras M 1061, M 1062 y M 1081. Es posible que algunas muestras, como la 1060, 1069, 1072 y 1074 pudieran ubicarse en la zona de transición, pero el resto parece ser puramente primarias. Por otra parte, en las muestras de las menas oxidadas se observa la disminución de los sulfuros y el incremento de los óxidos, es el caso por ejemplo de M 1067, M 1068 y M 1077. No tener en cuenta esto al mezclar las menas durante la explotación ocasiona bajas recuperaciones de oro.

Yacimiento Barita

En (Figueredo Frías M. et al., 2017), se detectaron 48 partículas de las cuales correspondieron 47 a oro nativo y solo una a electrum. Respecto a la composición química del oro, se trata de partículas de elevada pureza, donde el contenido de plata rara vez resulta significativo, sin llegar a más de un 15%, el espectro que se muestra a continuación figura 3 ilustra dicho resultado.

Con relación a la pureza del oro es necesario señalar que, en algunas partículas, además del contenido de plata se detectó presencia de cobre, mientras que en una partícula se detectó la presencia de un 18% de mercurio (amalgama).

Parte de la plata detectada se encontró en las propias partículas de oro, por lo que es difícil su separación en el proceso extractivo. También se detectó plata, aunque en pequeña medida, formando los minerales capgaronnita/iltisita, plata nativa, así como la yodargirita, que es un yoduro de plata. También se detectó la presencia de la mineral querargirita (un cloruro de plata).

Los resultados de la composición química promedio de las menas investigadas por el CIPIMM desde 1995 - 2017, muestran algunas regularidades. Los resultados que se comparan en la tabla 2, pertenecen a muestras tomadas por diferentes metodologías. La que aparece como Joutel se corresponde con una muestra compósito representativa para todo el yacimiento y fue tomada a partir de testigos de perforación. Las dos muestras MT- I y MT-II fueron extraídas en la superficie antes del inicio de la explotación y la muestra TOB -1 de la cantera de explotación actual, esta muestra no se corresponde con un mineral oxidado de baja ley, sino a una típica zona mineral primaria de las menas sulfurosas con contenidos de oro interesantes.

En la tabla 2, se observa que los contenidos de Au y ST varían desde la superficie entre 1.3 - 1.32 g/t, y ST de 0,95 y 1,76 % respectivamente (MT- I y MT- II), incrementándose en profundidad Au 2.67 g/t y St 3.88 % para TOB -1. Esto motivado por la disminución de los minerales oxidados con respecto al incremento de los sulfurosos en profundidad y es el indicador de la variación de las menas y su baja recuperación. Aquí el estudio tecnológico define la recuperación, con un compromiso económico entre consumo de reactivos y recuperación de Au y Ag.

Para el caso de que el oro se ubique dentro de la estructura de los sulfuros, es necesario destruirlos para liberarlo, o de lo contrario disminuye la eficiencia, pero si no es el caso, es necesario determinar el consumo de cianuros con la influencia de los cianicidas, para una adecuada y económica operación de extracción de Au y Ag.

Yacimiento Lote Grande

Los análisis mineralógicos desarrollados en el CIPIMM demostraron que en la composición de fases el mineral predominante es el cuarzo, altos contenido de minerales del grupo de los óxidos e hidróxidos de hierro amorfo, la magnetita y goethita y un porciento significativo de sulfuros fundamentalmente pirita, calcopirita y en menor proporción la arsenopirita. La tabla 3, muestra las características químicas de la muestra de mena oxidada MTI-1 en la que no se analizó la plata, ni se desarrollaron análisis por microsonda electrónica u otro que permitieran determinar otras fases mineralógicas.

Se encontraron 36 partículas de oro las cuales se presentan libres. Su pureza resultó alta (varía entre 90% - 82,4 %). La plata nativa una vez. Las dimensiones del oro oscilan entre 1.7um - 6,3 µm, (en una oportunidad una partícula alcanzó los 291 μm). En la tabla 4, se muestran los minerales portadores de oro y plata determinados en los yacimientos estudiados.

En el gossan de Lote grande no se analizó la plata, ni se desarrollaron análisis por microsonda electrónica u otro que permitieran determinar otras fases mineralógicas.

Big Golden Hill es clasificado como Maduro.

El oro y la plata nativos en las paragénesis de los minerales oxidados.

El oro en esta paragénesis en yacimientos maduros está presente como oro nativo libre, extremadamente puro (99 - 97 % Au). Por lo que su recuperación por los métodos empleados de Heap Leaching o CIL no se dificulta (si no hay presencia de cianicidas, arcillas, etc.).

Como caso aparte desde el punto de vista de la recuperación tenemos que considerar al oro relacionado con el desarrollo de la zona de lixiviación superficial de los gossans que cubren los depósitos de sulfuros masivos en los que suele aparecer oro residual junto a goethita y hematites y/o removilizado y re precipitado muy finos.

En cuanto a la plata en las paragénesis de los minerales oxidados raramente se reporta de forma nativa. De ocurrir como soluciones solidas en las limonitas, la cianuración convencional pudiera no lixiviarlas y la recuperación de la plata de los minerales oxidados será baja.

Generalmente la relación Au/Ag en las menas es 1:2 a 1: 6, Aunque se han determinado regiones en las que es característica que la plata alcance una mayor relación (Castellano - Santa Lucia o en un mismo yacimiento por variaciones locales en diferentes zonas minerales de gossans inmaduros (Florencia Zonas Norte y Sur, Lote Grande).

La plata principalmente en forma de clorargirita (AgCI), y menos como AgBr, AgI

El tema de los haluros de Ag en gossan es muy relevante desde el punto de vista genético, tecnológico, y paleoclimático, teniendo en cuenta su desarrollo en Cuba y República Dominicana, con condiciones geológicas similares como Cerro de Maimón en el que se destacan los haluros de plata y bajas recuperaciones.

Durante las investigaciones metalúrgicas del depósito argentífero de menas oxidadas Loma Hierro mayor gossans con plata de Cuba, Pinar del Rio en 1997, se confirmó por primera vez en las menas la presencia, de minerales del grupo de los haluros de plata (clorargirita y yodargirita) y su predominio en el aporte de la plata y la menor presencia de oro nativo y de sulfuros de plata (argentita/acantita).

La presencia de estos minerales puede tener implicaciones en la metalúrgica para la recuperación de la plata y el oro por los métodos clásicos. La presencia de minerales del grupo de los haluros de plata como yodargirita y otros Ag - haluros, pueden ser fácilmente lixiviados por los cianuros, pero si una parte importante de la plata ocurre como soluciones solidas en las limonitas o en sulfuros secundarios la cianuración convencional pudiera no lixiviarlas y la recuperación de la plata será baja.

Desde el punto de vista tecnológico, en la lixiviación convencional y agitación con cianuro en las soluciones cianuradas los haluros como la clorargirita, bromargirita y la yodargirita compiten con el oro por el cianuro lo que constituye un efecto negativo en cuanto a consumos y posibilidades de disolución del oro. En Loma Hierro se investigó para su recuperación el método hidrometalúrgico Lixiviación en tanques (Bath leaching).

En Cuba las investigaciones desarrolladas por (López Kramer et al., 2018López Kramer J. M., Rodríguez Romero M., Arce Blanco M., Blanes Arce J. A. & Eupierre Gallardo E. 2018. Los gossans con oro y plata del archipiélago cubano. Parecidos, pero no iguales. IV Congreso Internacional de Minería y Metalurgia MINEMERAL2018, Memorias: Varadero, Cuba), destacan la presencia de minerales del grupo de los haluros en depósitos primarios y en varios gossans clasificados como maduros e inmaduros, resumiendo los resultados de 190 análisis positivos, con yodargirita, o clorargirita, o bromargirita a muestras tomadas de pozos de perforación, trincheras que representan tanto el gossan como la zona de transición menas oxidadas/sulfurosas. La figura 4, muestra los depósitos investigados en los que se identificaron minerales del grupo de los haluros.

En la tabla 5, se muestran los minerales del grupo de los haluros identificados cualitativamente en los depósitos. Aunque esta determinación cualitativa no permite tener idea del estimado de los minerales para determinar su incidencia en la tecnología o no, es un indicador de su presencia por lo que se precisa continuar investigando.

Los minerales de Au - Ag - Te calaverita, hessita, petzita

Estos minerales del grupo de los teluros son característicos de las menas primarias, rara vez presentes en el gossans, pero su descomposición es fuente de oro y plata.

Para depósitos del Arco Volcánico Cretácico como Florencia, Iron Hill, Loma Jacinto, en los cuales los minerales de Au - Ag - Te, calaverita, hessita, petzita, etc., se han determinado en las menas primarias. En los concentrados del depósito Florencia (Kramer, 1988López- Kramer J. M. 1988. Composición sustancial y asociaciones mineralógicas de los yacimientos auríferos hidrotermales de Cuba. Tesis para la obtención del grado científico de Dr. C. Geólogo - Mineralógicas. En ruso. Instituto de Geología de los yacimientos minerales, mineralogía petrografía y geoquímica. IGEM. ACC URSS), determinó un aporte del 11 % del oro a partir de los teluros.

La oxidación de los teluros de oro y plata puede dar origen en la zona supergénica a oro o plata soluble u oro muy fino conteniendo algo de plata.

Características de los contenidos de oro y las fases minerales presentes

En los depósitos de oro el gossan inmaduro se caracteriza por las concentraciones anómalas altas en los contenidos de oro (2 - 6 g/t, Ej. Delita, Lote Grande, Florencia, Barita) y por su poca variación con respecto a las menas primarias o enriquecimiento en el perfil. Los contenidos de azufre en las menas permanecen altos debido a la oxidación parcial. La relación Au/ Ag regularmente es de 1: 3.

Los gossans inmaduros formados a partir de depósitos auríferos de diferentes génesis son en la actualidad los objetivos principales del procesamiento por las tecnologías existentes en Cuba. Se destacan por sus recursos y contenidos anómalos altos de Au con respecto al resto de los gossans, Delita, Lote Grande, Florencia y Barita. En la actualidad se encuentran en explotación Barita, Lote Grande y próximamente se incorpora Florencia. La tabla 6, muestra los valores anómalos en los contenidos de oro para los yacimientos con gossans inmaduros.

En el perfil supergénico de varios depósitos clasificados como maduros (Kramer et al., 2017López Kramer J. M., Rodríguez Romero M., Alonso, José A., Capote Marrero Carbeny & González Castellano. 2017.“Proyección estratégica de las investigaciones geológicas para oro en el archipiélago cubano”, Informe Final, La Habana: Archivo IGP. Servicio Geológico de Cuba, 2021López Kramer J. M., Pimentel Olivera H, Blanco Arce M, Cruz Pacheco, M., Peñalver L. & Gallardo Eupierre E. 2021. Monografía. Los Gossans con oro y plata del archipiélago cubano.” Instituto de Geología y Paleontología, Servicio Geológico de Cuba. La Habana. Archivo IGP, en edición), se observa la tendencia al predominio del oro nativo de media - alta pureza y la plata nativa como la principal forma mineralógica. Esto debido a la limpieza química natural generada por los ácidos que sufre el oro y la plata y la tendencia al incremento de su tamaño en profundidad. Más raramente se determina electrum, y otros minerales de plata, pero básicamente en los gossans inmaduros.

La diferencia en la composición de los minerales que aportan oro y plata en los perfiles supergénico para los gossans clasificados como inmaduros de Cuba se establece ya que en estos no solamente aparecen oro y plata nativa, sino que se han determinado con regularidad otras formas mineralógicas contenedoras de oro y plata, como el electrum y mezclas de oro - plata - cobre - mercurio, haluros y teluros. También son significativas las variaciones en la pureza del oro que en ocasiones aparece como oro nativo de alta - baja - media pureza en forma de oro libre. Con respecto a las asociaciones minerales del oro con frecuencia está dentro de la arsenopirita (en un rango de hasta 3150 ppb según Concepción Pedro et al., 2019Concepción Pedro et al., 2019. Informe Exploración Oro Lote Grande. Archivo del Instituto de Geología y Paleontología (IGP) Servicio Geológico de Cuba, con lollingita, pirita, y presumiblemente como oro invisible en todas las menas piríticas, aunque en muy bajas proporciones (< 500 ppb en pirita).

Investigaciones geológicas y evaluación de los gossan

Sin pretender elaborar una guía de exploraciones llama la atención a aspectos de las investigaciones geológicas y tecnológicas de los gossans.

La investigación de los gossan para descubrir mineralizaciones de sulfuros en zonas superficiales es una técnica que, por su relación coste - resultados, se emplea en prospección. Una primera aproximación ha de ser mediante un muestreo, que debe ser amplio debido a la gran variedad mineralógica y química que se puede dar en los gossan, y una cartografía detallada de la zona, con especial atención a las características de relieve, erosión, estructuras, tamaño y continuidad de las zonas oxidadas, así como la presencia de minerales secundarios, carbonatos, sulfatos, además de goethita y hematites.

Uno de los factores que más ha influido en la no confirmación de reservas es el muestreo. Esto motivado por errores metodológicos: En los casos de utilizarse el muestreo por surcos, su ubicación por el rumbo de la veta, y los diferentes pesos de muestra, (peso adecuado de las muestras, pero en algunas de las partes se profundiza mucho, quizás debido a la presencia de rocas más blandas). Las zonas minerales tienen una gran disparidad en su dureza, y siempre existirá la tendencia a tomar más de las partes blandas, siendo imposible decir si eso se revierte en resultados demasiado altos o bajos.

Las características mineralógicas, texturales y geoquímicas de los gossan dependen del pH del medio, cuanta mayor es la acidez del medio, la preservación de texturas réplicas es más difícil y la lixiviación es mayor.

La geoquímica multielemental, que permita la correlación entre los distintos elementos presentes y la manipulación estadística, es bastante fiable, no solo para discriminar entre gossan y otros ironstone, sino también en bastantes ocasiones para conocer el tipo de mineralización primaria de la que provienen.

Durante la Prospección - Exploración la atención de los geólogos comúnmente se concentra en determinar los contenidos de oro y plata, sin prestar mucha atención a la presencia de los sulfuros primarios.

En la tecnología existen un grupo de factores en los gossans con un perfil de meteorización inmaduro que, aunque con altos contenidos de oro influyen negativamente en su recuperación estos son:

Ejemplos de esta situación los tenemos en los depósitos Florencia, Barita, Golden Hill, y Lote Grande, con un perfil de meteorización inmaduro. Particularmente esta situación negativa se destaca para las menas que son procesadas por la tecnología Heap leaching - Merryl Crowe y menos en las procesadas por CIL. Justamente la tecnología CIL está diseñada para eliminar el efecto pregg - robing causado por la presencia de arcillas en las menas y los consumos de cianuro y agitación se tienen en cuenta para garantizar la extracción económica de Au y Ag. En el caso de Heap leaching es más difícil el control, pero se realiza la peletización para evitar el efecto de canalización de las arcillas en el lote. Es decir, que los factores afectan negativamente, pero en el diseño de la planta se toman medidas mitigantes y durante la operación debe tenerse un estricto control tecnológico.

La interrelación entre la investigación geológica que concluyó y entregó el yacimiento y el trabajo del geólogo de minas junto al ingeniero de minas tiene que ser consecuente y continuo. La operación minera, así como la operación de mina - planta influye en los resultados. Se resalta como necesario el trabajo que debe hacer el geólogo de minas, para garantizar la organización y composición de tipos de minerales en el mineral a alimentar a la planta de procesamiento de los mismos.

Influencia de la mineralogía en las plantas

La recuperación total del oro en las plantas que actualmente operan, varía según los yacimientos, inclusive entre los diferentes cuerpos minerales.

En Oro Barita y Jobabo clasificados como gossans inmaduros la recuperación total históricamente ha variado entre el 30 % y raramente 50 %, ambos utilizan lotes con altura de 4 metros.

Según comunicación personal de Marcelo Arce, en Oro Mantua y en Oro Castellano, clasificados como gossans maduros, con lotes con altura de 4 metros, a pesar de contar con toda la logística, asesoría, reactivo, etc., solamente se logró un estimado del 50 - 52 % en la recuperación total. Esto motivado fundamentalmente a las características arcillosas de las menas. En Oro Castellano clasificado como gossans Maduro, con dificultades en la logística, piezas de repuesto, etc., se logró 50 % de recuperación total.

El mineral del yacimiento Santa Lucia clasificado como gossans Maduro se procesó en la planta Oro Castellano utilizando la misma infraestructura y tecnología, una vez concluida la operación con las menas de Castellano y del reciclaje de sus lotes agotados, pero con la diferencia en la altura de los lotes ya que en Castellano fue de 4 metros y en Santa Lucia 2 m. Al ser los lotes para Santa Lucia de menor altura se lograba una cinética más rápida que pudo influir en la precipitación de la plata a partir de otros minerales identificados en sus menas contenedores de plata y pobres en oro. El procesamiento de las menas de Santa Lucia catalogado como eficiente se obtuvo un doré con algo de oro, pero rico en plata.